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第 5 期 胡浩岩，等: 铁基金属有机骨架材料 MIL-53-Fe 的合成及鞣制性能 ·967·

表 2 铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣的皮革性能 紧密。从表 2 可以看出，MIL-53-Fe 用量为 2%超声
Table 2 Properties of tanned leather with chrome tanning 后（编号Ⅲ），革样增厚率较大，仅次于铬鞣的 18.5%，
agent combined with MIL-53-Fe
说明超声处理可以提高鞣制效果。超声处理可以提
编号 收缩温度/℃ 增厚率/% 抗张强度/MPa 断裂伸长率/%
高 MIL-53-Fe 分散性，可以增加 MIL-53-Fe 配合物
Fe 73.2 12.5 23.65 86.01
中羧基数目，与皮胶原肽链上的多种基团以及铬鞣
Cr 105.4 18.5 28.72 87.53 3+
革中的 Cr 盐发生化学结合，宏观上表现出选择性
1 72.5 12.8 24.01 85.63
填充增厚作用，尤其是对松软部位的填充作用更大，
2 90.7 13.3 24.25 86.53
厚度增加明显，使成品革感官上显得较丰满，手感好。
3 91.9 13.1 25.53 87.55 2.2.3 铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣的皮革水洗后性能
4 90.5 12.9 27.66 86.69
水洗后的皮革性能如表 3 所示。
Ⅰ 76.5 12.9 24.58 86.65 由表 3 中 Fe、Cr 和 1 号样品结果可知，MIL-53-Fe
Ⅱ 91.3 14.2 27.32 89.75 鞣制后样品较纯铁鞣制耐水洗性有所提高，几乎达
Ⅲ 101.8 18.1 29.56 89.77 到了 5%皮质量铬鞣剂鞣革的耐水洗性。由编号 2、
Ⅳ 92.5 13.8 28.01 87.05 3 和 4 结果可知，随着 MIL-53-Fe 用量的增加，样
注：Fe 代表皮质量 5%硫酸铁盐鞣制；Cr 代表皮质量 5% 品的面积变化率逐渐减小，且减小幅度较大，收缩
铬粉鞣制。 温度与抗张强度变化也有小范围减小。表中Ⅱ、Ⅲ

Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ是铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣制时经过 和Ⅳ是铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣制时经过超声处
超声处理后的鞣制效果，结果表明，超声处理后结 理后的鞣制效果，可知面积与收缩温度的变化程度
合鞣制效果均好于未超声处理的样品，铬鞣剂 3% 较铬鞣剂单独鞣制皮革都有所减小，且与未超声时
与 MIL-53-Fe 2%的结合鞣制（编号Ⅲ）效果最好， 相比，其面积变化率与收缩温度的变化程度都更小，
接近了纯铬鞣制效果。原因是超声使 MIL-53-Fe 鞣 说明在超声作用 20 min 时有利于增强 MIL-53-Fe 与
剂的分散性和渗透性更好，容易向皮内渗透，更易 铬鞣剂的协同效应。2、3、4 与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ总体相
与铬进行络合，增强铬的吸收与利用率，并且超声 比，后者水洗后各项数据变化较小，耐水洗性能稍
后可能会破坏少量的框架结构，有更多未发生键合 好，说明超声处理有助于试样对于 MIL-53-Fe 的吸
反应的活性基团暴露出来，使其与胶原的结合更加 收，提高鞣制效果。

表 3 水洗后的皮革性能
Table 3 Properties of washed leather
2
面积/mm 收缩温度/℃ 抗张强度/MPa
编号
水洗前 水洗后 变化率/% 水洗前 水洗后 变化量 水洗前 水洗后 变化量
Fe 120 114.25 4.79 73.2 64.3 8.9 23.65 17.75 5.90
Cr 120 117.47 2.53 105.4 101.3 4.1 28.72 24.77 3.95
1 120 117.26 2.29 72.5 66.3 6.2 24.01 18.37 5.64
2 120 116.23 3.77 90.7 83.4 7.3 24.25 17.49 6.76
3 120 117.42 2.15 91.9 84.7 7.2 25.53 19.90 5.63
4 120 117.89 1.76 90.5 83.4 7.1 27.66 22.14 5.52
Ⅰ 120 115.26 3.95 76.5 69.3 7.2 24.58 18.93 5.65
Ⅱ 120 116.52 2.90 91.3 84.8 6.5 27.32 21.17 6.15
Ⅲ 120 117.53 2.06 101.8 96.6 5.2 29.56 24.36 5.20
Ⅳ 120 118.33 1.39 92.5 89.1 3.4 28.01 23.42 4.59

MIL-53-Fe 单独鞣制前、后的皮革 SEM 图如图 鞣制后的皮革，可见其纤维束比较分散，有大量的
5 所示。 细纤维束从之前粗大的纤维束中分离出来，并且相
图 5a 为未鞣制的皮革形貌，可见其纤维束粗 互交联为网状结构，说明 MIL-53-Fe 能够渗入胶原
大，纤维与纤维间连接紧密，原因是胶原纤维束没 纤维之间，且其有良好的分散作用，有利于其与纤
有分散开，没有配位键的结合。图 5b 为 MIL-53-Fe 维交联，产生良好的鞣制作用。